三維局部有限元模型：1.1 模型簡化與假設(shè)為方便與Harris 理論[1 ]比較，以混合陶瓷角接觸球軸承7218B/HQ1 為算例，所做簡化與假設(shè)如下：(1) 滾動軸承塑性變形小，假設(shè)材料為線彈性。(2) 不考慮倒角、圓角等對靜力接觸分析影響不大的幾何特征。(3) 考慮只受軸向載荷，則每個球所受載荷相等，因此可取包含一個球的局部軸承模型進(jìn)行分析。(4) 在靜力分析中，保持架作用不大，因此，忽略保持架。(5) 靜力分析中摩擦力對結(jié)果影響不大，不考慮摩擦。軸承幾何尺寸如表1 所示，局部軸承模型如圖1 所示。1.2 材料性能參數(shù)軸承滾珠材料為氮化硅，內(nèi)外套圈材料為軸承鋼GCr15，兩種材料的性能參數(shù)列于表2。

  接觸定義在ABAQUS 表面-表面面接觸定義中，主面一般選剛度大或網(wǎng)格相對疏些的表面。因此，以剛度大的球表面為主面，內(nèi)外圈滾道表面為從面分別建立表面-表面接觸對。分析步、邊界條件與載荷為了方便施加載荷與邊界條件，將內(nèi)圈內(nèi)圓柱面定義為剛性面，并為該剛性面指定參考點(diǎn)，對參考點(diǎn)施加載荷和邊界條件，對參考點(diǎn)施加的載荷和邊界條件將等效到與該參考點(diǎn)對應(yīng)的剛性面上。在靜力接觸問題分析中，初始接觸狀態(tài)還沒建立起來，可能會產(chǎn)生不確定的剛體位移，導(dǎo)致分析不收斂。常用消除不確定剛體位移方法有三：（1）給接觸局部以一定的初始過盈，以在分析之初就建立接觸約束；（2）給可能發(fā)生剛體位移的零部件加適當(dāng)?shù)慕拥貜椈杉s束，彈簧剛度相對很小，從而消除剛體位移而又不影響分析結(jié)果；（3）給可能發(fā)生剛體位移的零部件施加臨時(shí)位移邊界條件，建立穩(wěn)定的接觸約束后再將臨時(shí)邊界條件去除。本文綜合采用方法（1）（3），分二個分析步：第一步，通用隱式靜態(tài)分析步。在裝配時(shí)使球與內(nèi)外圈分別產(chǎn)生0.005mm的過盈量；對內(nèi)圈內(nèi)圓柱剛性面施加軸向位移邊界條件；約束球局部節(jié)點(diǎn)和外圈底面節(jié)點(diǎn)的3 個位移自由度；對內(nèi)外圈的截面施加對稱約束；第二步，通用隱式靜態(tài)分析步。撤銷內(nèi)圈位移邊界條件；撤銷球上局部節(jié)點(diǎn)的自由度約束；給內(nèi)圈內(nèi)圓柱剛性面參考點(diǎn)施加軸向集中力。單元選取與網(wǎng)格劃分由于包含接觸問題，對參與接觸部分（Cell）采用三維六面體8 節(jié)點(diǎn)非協(xié)調(diào)單元C3D8I，以獲得更好應(yīng)力解和避免沙漏問題。其余部分采用增強(qiáng)沙漏控制的三維六面體8 節(jié)點(diǎn)減縮積分單元C3D8R。對接觸區(qū)域局部進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，結(jié)果如圖1 所示。